Pompe Sommergibili per Reflui Urbani

Classificazione, Componenti e Dimensionamento - Edizione Estesa

1. INTRODUZIONE

Le pompe sommergibili rappresentano il cuore del sistema di sollevamento e trasporto dei reflui urbani nelle reti fognarie e negli impianti di depurazione. Questi dispositivi, operando completamente immersi nel fluido da pompare, offrono vantaggi significativi in termini di efficienza, affidabilità e riduzione delle problematiche operative.

2. CLASSIFICAZIONE DETTAGLIATA DELLE POMPE SOMMERGIBILI

2.1 Classificazione per Tipo di Girante

La girante rappresenta l'elemento distintivo della pompa e ne determina le prestazioni idrauliche, la capacità di passaggio dei solidi e l'efficienza energetica. La scelta del tipo di girante deve considerare le caratteristiche del refluo da sollevare e i requisiti operativi dell'impianto.

2.1.1 Girante Monocanale

Descrizione Costruttiva:

Girante caratterizzata da un unico canale di flusso a sezione progressivamente crescente dalla zona di ingresso (occhio della girante) fino all'uscita. Il profilo idraulico è ottimizzato per permettere il transito di solidi di grandi dimensioni senza ostruzioni. La geometria presenta una singola pala avvolgente con superfici lisce e continue.

Caratteristiche Tecniche:

Applicazioni Tipiche:

Vantaggi e Limitazioni:

Vantaggi Limitazioni
Massima capacità di passaggio solidi Rendimento idraulico inferiore (maggiori consumi)
Manutenzione ridotta per intasamenti Bilanciamento dinamico meno stabile
Autopulente (forma canale impedisce depositi) Vibrazioni maggiori ad alte velocità
Versatilità su vari tipi di refluo Non ottimale per alte prevalenze

2.1.2 Girante Bicanale

Descrizione Costruttiva:

Evoluzione della girante monocanale, presenta due canali di flusso simmetrici rispetto all'asse di rotazione. Ogni canale ha sezione progressivamente crescente ma di dimensioni inferiori rispetto alla monocanale. La configurazione bicanale migliora il bilanciamento dinamico e l'efficienza idraulica.

Caratteristiche Tecniche:

Applicazioni Tipiche:

2.1.3 Girante Tricanale

Configurazione con tre canali di flusso equidistanti (120° tra loro). Rappresenta un ottimo compromesso tra efficienza idraulica e capacità di passaggio solidi. Le tre pale garantiscono eccellente bilanciamento dinamico e ridotte sollecitazioni sull'albero motore.

Caratteristiche Tecniche:

2.1.4 Girante Multicanale (4-6 pale)

Giranti ad alto rendimento con 4, 5 o 6 pale. Design simile alle pompe centrifughe per acque chiare ma con pale più spesse e canali più ampi. Richiedono refluo ben grigliato per evitare intasamenti.

Caratteristiche Tecniche:

Requisiti Pretrattamento:

2.1.5 Pompe con Sistema Trituratore Integrato

Sistema ibrido che combina una girante centrifuga con un dispositivo di triturazione a monte. Il trituratore è costituito da una lama rotante (solidale all'albero) e una controlama fissa, creando un'azione di taglio a forbice.

Principio di Funzionamento:

Il refluo entra nella camera di triturazione dove materiali fibrosi, stracci e solidi vengono ridotti a particelle < 6-10 mm prima di raggiungere la girante. Il taglio avviene per azione meccanica diretta, senza richiedere elevate velocità periferiche.

Tipologie di Trituratore:

Tipo Caratteristiche Applicazione
Lama singola Una lama rotante contro controlama fissa. Coppia elevata richiesta. Taglio grossolano. Piccole utenze, basse potenze (< 3 kW)
Doppia lama Due lame a 180° contro controlama. Bilanciamento migliore. Taglio efficace. Applicazioni standard (3-15 kW)
A stella 3-4 lame radiali. Taglio progressivo multi-punto. Usura distribuita. Alte portate, reflui difficili

Vantaggi del Trituratore:

Svantaggi e Considerazioni:

2.2 Classificazione per Sistema di Installazione

2.2.1 Pompe a Installazione Fissa

Le pompe sono fissate permanentemente alla base della vasca tramite bullonatura su piastra di fondazione. Sistema di tubazione rigida (acciaio/ghisa) saldata o flangiata alla mandata pompa. Richiede svuotamento vasca per manutenzione/sostituzione.

Configurazione Tipica:

Applicazioni:

2.2.2 Pompe a Installazione Mobile con Sistema di Guida

Sistema più comune per reflui urbani. La pompa scorre verticalmente su due guide parallele in acciaio inox fissate alla parete vasca. La connessione alla tubazione mandata avviene automaticamente tramite giunto a baionetta o flangia automatica.

Componenti Sistema:

Vantaggi:

2.3 Classificazione per Tipo di Motore

2.3.1 Motori Asincroni Trifase Standard

Motori elettrici trifase asincroni a gabbia di scoiattolo, progettati per funzionamento completamente immerso. Alimentazione 400V 50Hz (standard europeo) o 480V 60Hz (standard USA).

Caratteristiche:

2.3.2 Motori a Velocità Variabile (VFD Compatible)

Motori progettati per funzionare con inverter (VFD - Variable Frequency Drive). Permettono regolazione continua di portata e prevalenza variando velocità di rotazione.

Caratteristiche Specifiche:

Vantaggi Sistema VFD:

3. COMPONENTI PRINCIPALI E MATERIALI

3.1 Corpo Pompa e Voluta

Materiali Costruttivi:

Materiale Caratteristiche Applicazioni
Ghisa GG25 Economica, buona colabilità, resistenza abrasione moderata. Soggetta a corrosione in ambienti acidi/aggressivi. Reflui urbani standard, pH 6.5-8.5, temperatura < 40°C
Ghisa sferoidale GGG40 Resistenza meccanica superiore (+50% vs GG25), migliore resilienza. Costo moderato. Applicazioni con urti, vibrazioni, reflui con sabbia/inerti
Acciaio Inox AISI 304 Ottima resistenza corrosione in ambienti neutri. Non adatto per cloruri elevati (> 200 mg/l). Reflui industriali, acque reflue alimentari, pH variabile
Acciaio Inox AISI 316 Resistenza massima a corrosione, cloruri, ambienti marini. Costo +40% vs 304. Reflui marini, reflui chimici, ambienti altamente corrosivi
Super Duplex (AISI 2507) Eccellente resistenza corrosione sotto sforzo, pitting, crevice. Costo elevato. Reflui industriali aggressivi, offshore, applicazioni critiche

3.2 Tenute Meccaniche

Le tenute meccaniche rappresentano l'elemento critico che previene l'ingresso di refluo nel vano motore. Il guasto delle tenute è la causa principale di failure premature delle pompe sommergibili.

Configurazioni Tenute:

3.2.1 Tenuta Meccanica Singola

3.2.2 Doppia Tenuta con Camera Olio

Sistema Standard per Reflui:

Vantaggi Doppia Tenuta:

3.3 Albero Motore

Materiali:

Materiale Caratteristiche Utilizzo
Acciaio al carbonio C45 Economico, buone proprietà meccaniche. Richiede protezione superficiale. Pompe piccole (< 5 kW), reflui neutri
Acciaio Inox AISI 420 Temperato, durezza 50-55 HRC, buona resistenza corrosione. Standard per pompe reflui urbani
Acciaio Inox AISI 431 Resistenza meccanica superiore, ottima resistenza corrosione sotto sforzo. Pompe ad alta prevalenza, reflui aggressivi
Duplex AISI 2205 Massima resistenza corrosione, elevata resistenza fatica. Reflui industriali corrosivi, ambienti marini

3.4 Sistema di Protezione Termica Motore

Protezioni Integrate:

3.4.1 Sonde PTC (Positive Temperature Coefficient)

3.4.2 Sonde PT100 / PT1000

3.4.3 Protezione Corrente (Relè Termico)

4. PROCEDURA DI DIMENSIONAMENTO

4.1 Determinazione Portata di Progetto

4.1.1 Portata Media Giornaliera

La portata media giornaliera (Qmd) dipende dalla popolazione servita e dalla dotazione idrica pro-capite:

Formula Base:
Qmd = (Popolazione × Dotazione) / (24 × 3600) × Krefluo

Dove:

Esempio Calcolo

Dati: Popolazione = 5000 ab, Dotazione = 200 l/(ab·giorno), Krefluo = 0.80

Calcolo:
Qmd = (5000 × 200 × 0.80) / 86400 = 9.26 l/s = 33.3 m³/h

4.1.2 Coefficienti di Punta

I reflui urbani presentano variazioni orarie significative. Il coefficiente di punta (Kp) amplifica la portata media per dimensionare su portata massima oraria.

Valori Tipici Coefficiente di Punta:

Popolazione Servita Kp Massimo Kp Minimo
< 1000 abitanti 3.0 - 4.0 0.3 - 0.4
1000 - 5000 abitanti 2.5 - 3.0 0.4 - 0.5
5000 - 20000 abitanti 2.0 - 2.5 0.5 - 0.6
20000 - 100000 abitanti 1.8 - 2.2 0.6 - 0.7
> 100000 abitanti 1.5 - 1.8 0.7 - 0.8

Portata di Progetto:

Qprogetto = Qmd × Kp,max

⚠ ATTENZIONE - Sovradimensionamento

Non utilizzare coefficienti di punta eccessivi (> 3.5-4.0). Valori troppo elevati portano a pompe sovradimensionate che operano inefficientemente per la maggior parte del tempo. Verificare Kp con dati reali di portata su impianti simili esistenti quando possibile.

4.2 Calcolo Prevalenza Totale

Componenti della Prevalenza:

Htot = Hgeo + Hc,asp + Hc,mand + Hloc + Hres

Dove:

4.2.1 Calcolo Perdite Distribuite (Formula Darcy-Weisbach)

Hc,mand = f × (L/D) × (v²/2g)

Dove:

Determinazione Coefficiente f:

Per moto turbolento (Re > 4000 - sempre verificato in pompe reflui):

Approssimazione Swamee-Jain:
f = 0.25 / [log₁₀(ε/(3.7×D) + 5.74/Re0.9)]²

Dove:

Esempio Pratico Calcolo Perdite

Dati:

  • Portata Q = 50 m³/h = 0.01389 m³/s
  • Tubazione DN 150 (D = 0.150 m) in acciaio (ε = 0.045 mm)
  • Lunghezza L = 200 m

Calcolo:

  1. Velocità: v = Q / A = 0.01389 / (π × 0.150²/4) = 0.785 m/s
  2. Reynolds: Re = (0.785 × 0.150) / (1.0 × 10⁻⁶) = 117,750 (moto turbolento)
  3. Coefficiente f (Swamee-Jain): f = 0.0185
  4. Perdite: Hc,mand = 0.0185 × (200/0.150) × (0.785²/(2×9.81)) = 0.93 m

4.2.2 Perdite Localizzate

Le perdite localizzate si calcolano come:
Hloc = Σ Ki × (v²/2g)

Coefficienti K Tipici:

Elemento K
Curva 90° raggio lungo 0.3 - 0.4
Curva 90° raggio corto 0.6 - 0.9
Curva 45° 0.2 - 0.3
T-derivazione 0.9 - 1.8
Valvola a saracinesca aperta 0.15 - 0.25
Valvola di ritegno a battente 2.0 - 4.0
Riduzione graduale 0.3 - 0.5
Allargamento graduale 0.5 - 0.8
Giunto automatico pompa 0.5 - 1.0

4.3 Verifica NPSH (Net Positive Suction Head)

Condizione di Funzionamento Senza Cavitazione:

NPSHdisponibile > NPSHrichiesto + 0.5 m (margine sicurezza)

Calcolo NPSH Disponibile per Pompe Sommergibili:

NPSHD = hstat + (Patm/γ) - (Pv/γ) - Hc,asp

Dove:

Esempio NPSH

Dati:

  • Battente minimo: hstat = 1.5 m
  • Temperatura refluo: 25°C → Pv/γ = 0.32 m
  • Quota: livello mare

Calcolo:
NPSHD = 1.5 + 10.33 - 0.32 - 0 = 11.51 m

Se pompa richiede NPSHR = 4.5 m → Margine = 11.51 - 4.5 = 7.01 m ✓ OK

4.4 Calcolo Potenza Assorbita e Selezione Motore

Potenza Idraulica:

Pidraulica = (γ × Q × Htot) / 1000 [kW]

Dove:

Potenza Assorbita all'Albero:

Palbero = Pidraulica / ηpompa

Dove:

Potenza Motore Richiesta:

Pmotore = Palbero × FS

Dove:

⚠ Verifica Assorbimento su Tutta Curva

La potenza assorbita aumenta con la portata. Verificare che il motore non sia sovraccaricato al punto di massima portata sulla curva caratteristica (shut-off). Alcune pompe (es. giranti monocanale) hanno potenza massima a Q = 0 (shut-off), altre (multicanale) hanno potenza massima a portate elevate.

Esempio Completo Dimensionamento Potenza

Dati:

  • Q = 100 m³/h = 0.0278 m³/s
  • Htot = 25 m
  • ηpompa = 0.72 (tricanale al BEP)
  • FS = 1.15

Calcolo:

  1. Pidraulica = (9.81 × 0.0278 × 25) / 1000 = 6.81 kW
  2. Palbero = 6.81 / 0.72 = 9.46 kW
  3. Pmotore = 9.46 × 1.15 = 10.88 kW

Selezione: Motore 11 kW (taglia commerciale standard)

5. CURVE CARATTERISTICHE E PUNTO DI FUNZIONAMENTO

5.1 Lettura Curve Caratteristiche

Le curve caratteristiche fornite dai costruttori rappresentano graficamente le prestazioni della pompa. Un set completo include:

Curve Principali:

5.2 Best Efficiency Point (BEP)

Il BEP è il punto di massimo rendimento sulla curva caratteristica. Rappresenta le condizioni ottimali di funzionamento dove:

Range Operativo Raccomandato:

0.7 × QBEP ≤ Qlavoro ≤ 1.2 × QBEP

⚠ Funzionamento Fuori Range BEP

Operazione a Q < 0.7 × QBEP:

  • Aumento sollecitazioni radiali girante
  • Ricircolo interno con perdite energetiche
  • Possibile cavitazione su dorso pale
  • Vibrazioni e usura cuscinetti accelerata

Operazione a Q > 1.2 × QBEP:

  • Cavitazione su ventre pale (NPSHR aumenta rapidamente)
  • Sollecitazioni assiali eccessive
  • Possibile sovraccarico motore
  • Rendimento in rapido calo

5.3 Determinazione Punto di Funzionamento

Il punto di funzionamento effettivo si trova all'intersezione tra:

Curva Resistente Impianto:

Himpianto = Hgeo + K × Q²

Dove:

Procedura Grafica:

  1. Tracciare curva caratteristica pompa H-Q (da catalogo)
  2. Calcolare curva resistente per diversi valori di Q
  3. Tracciare curva resistente sullo stesso grafico
  4. L'intersezione è il punto di funzionamento (Qfunz, Hfunz)
  5. Verificare che punto ricada in 0.7-1.2 × QBEP

6. CRITERI DI SELEZIONE E VERIFICA

6.1 Selezione Configurazione Pompe

6.1.1 Pompa Singola

Applicazioni:

Limitazioni:

6.1.2 Due Pompe in Parallelo (Configurazione 1+1)

Due pompe identiche che lavorano alternativamente.

Logica Funzionamento:

Dimensionamento:
Ogni pompa deve fornire 60-70% della portata massima (non 100%) perché:

6.1.3 Configurazione N+1 (Ridondanza)

N pompe in duty + 1 pompa di riserva.

Esempio 2+1:

Dimensionamento:
Ogni pompa = Qmax / N

Vantaggi:

6.2 Tabella Verifiche Critiche

Parametro Condizione Critica Valore Accettabile Conseguenze se Non Rispettato
Punto funzionamento vs BEP Q < 0.7 × QBEP
Q > 1.2 × QBEP		 0.7 ≤ Q/QBEP ≤ 1.2 Bassa efficienza, vibrazioni, usura accelerata, possibile cavitazione
Velocità tubazione < 0.6 m/s
> 3.0 m/s		 0.8 - 2.5 m/s Depositi solidi (bassa v), erosione e colpo d'ariete (alta v)
Temperatura refluo > 40°C continuo
> 60°C temporaneo		 15-30°C Degradazione tenute, surriscaldamento motore, riduzione viscosità lubrificante
Passaggio solidi Dsolidi > Dpassaggio_girante Dsolidi < 0.8 × Dpassaggio Intasamenti frequenti, blocchi improvvisi, danneggiamento pale girante
Immersione minima motore < battente minimo (dati costruttore) Motore + 150-200 mm Raffreddamento insufficiente, intervento protezioni termiche, danneggiamento isolamento
NPSH disponibile NPSHD < NPSHR + 0.5m NPSHD > NPSHR + 1.0m Cavitazione, erosione girante, rumorosità, vibrazioni, perdita prevalenza
Contenuto solidi sospesi > 50 g/l (oltre spec.) < 30 g/l Usura abrasiva accelerata, necessità manutenzione frequente (< 2000 h)
pH refluo < 6.5 o > 9.5 7.0 - 8.5 Corrosione materiali metallici, degrado elastomeri, riduzione vita utile componenti
Rendimento pompa < 50% al punto di lavoro > 65-70% Consumi energetici elevati, costi operativi > 150% ottimale, possibile sovradimensionamento
Fattore di servizio motore Funzionamento continuo a FS > 1.10 FS = 1.0 nominale Sovraccarico termico, riduzione vita motore, possibile sottodimensionamento
Isteresi controllo livello ΔH < 0.3 m ΔH ≥ 0.5-1.0 m Ciclaggio rapido (> 50 avvii/h), usura accelerata, blackout elettrici

6.3 Check-List Pre-Selezione Pompa

Prima di procedere alla selezione definitiva della pompa, verificare il completamento di tutti i seguenti punti:

✓ CHECK-LIST DIMENSIONAMENTO POMPA SOMMERGIBILE

□ DATI IDRAULICI

  • Portata media, massima e minima definite con dati statistici
  • Profilo altimetrico completo con quote assolute verificate
  • Tubazioni: materiale, diametri, lunghezze, rugosità
  • Perdite di carico calcolate con formula appropriata (Darcy-Weisbach)
  • Valutazione NPSH disponibile con margine di sicurezza

□ CARATTERISTICHE REFLUO

  • Tipo refluo: urbano/industriale/misto - composizione chimica
  • Temperatura operativa: media, massima, minima stagionale
  • Contenuto solidi sospesi (SS) e passaggio massimo stimato
  • pH, conducibilità, presenza sostanze abrasive/corrosive
  • Presenza lipidi, fibre, materiali filamentosi

□ TIPO GIRANTE

  • Girante selezionata in base a contenuto solidi e pretrattamento
  • Passaggio solidi compatibile con grigliatura a monte
  • Valutazione necessità sistema trituratore integrato
  • Verifica compatibilità materiali girante con refluo

□ PUNTO DI FUNZIONAMENTO

  • Punto (Q, H) ricade in 0.8-1.1 × QBEP della curva pompa
  • Rendimento al punto di lavoro > 65-70%
  • Curva caratteristica compatibile con variazioni di portata
  • Potenza assorbita verificata su tutta la curva H-Q

□ MOTORE E ALIMENTAZIONE

  • Potenza motore con margine ≥ 10% su potenza max assorbita
  • Tensione e frequenza alimentazione disponibili
  • Classe isolamento e protezione IP adeguate
  • Classe efficienza energetica (preferibile IE3/IE4)
  • Protezioni termiche (PTC, PT100) integrate

□ INSTALLAZIONE

  • Dimensioni vasca: volume utile, geometria, accessibilità
  • Sistema di posa: fisso/mobile - guida/cavi/catena
  • Profondità installazione e battente minimo motore
  • Sistema sollevamento pompa per manutenzione (gru, paranco)
  • Ventilazione vasca per gas (H₂S, CH₄)

□ CONTROLLO E AUTOMAZIONE

  • Sistema rilevamento livello: galleggianti/sonde/ultrasuoni
  • Numero livelli controllo: L0, L1, L2, L3 (minimo, stop, start, allarme)
  • Isteresi adeguata (ΔH ≥ 0.5-1.0 m) anti-ciclaggio
  • Logica alternanza per pompe multiple
  • Protezioni: funzionamento a secco, sovraccarico, temperatura

□ MATERIALI E AFFIDABILITÀ

  • Materiali compatibili con caratteristiche chimiche refluo
  • Tenute meccaniche: doppia tenuta con camera olio
  • Sensore umidità camera olio (protezione tenute)
  • Trattamenti superficiali anti-corrosione/abrasione
  • Disponibilità ricambi e tempi di consegna

□ GESTIONE E MANUTENZIONE

  • Accessibilità per ispezioni periodiche
  • Piano manutenzione programmata (ore/mesi)
  • Disponibilità assistenza tecnica costruttore
  • Formazione personale operativo
  • Sistema monitoraggio prestazioni (ore, avvii, assorbimenti)

7. AUTOMAZIONE E CONTROLLO LIVELLO

7.1 Sistemi di Rilevamento Livello

Il sistema di controllo livello è fondamentale per garantire il corretto funzionamento dell'impianto di sollevamento, prevenire tracimazioni, proteggere le pompe dal funzionamento a secco e ottimizzare i consumi energetici. La scelta del sistema dipende dalle caratteristiche del refluo, dimensioni della vasca, precisione richiesta e budget disponibile.

7.1.1 Galleggianti Elettromeccanici

Principio di Funzionamento:

Interruttori elettrici attivati dal movimento verticale di un galleggiante sferico o cilindrico. Il galleggiante contiene un interruttore a mercurio o a sfera metallica che cambia stato quando raggiunge un angolo di inclinazione critico (tipicamente 45-60°).

Tipologie Costruttive:

Tipo Caratteristiche Applicazioni Costo
Galleggiante a sfera Ø 80-100mm Interruttore a mercurio, cavo 5-10m, grado protezione IP68. Contatto pulito NA/NC. Impianti piccoli/medi, reflui urbani standard € 20-40
Galleggiante verticale Cilindrico, lunghezza 200-500mm, maggiore stabilità. Resistente a schiume. Vasche con turbolenza, presenza schiume € 40-70
Galleggiante con contrappeso Sistema a carrucola, regolazione fine livello intervento, più affidabile in reflui densi. Reflui con alto SS, vasche profonde € 60-120
Galleggiante Reed Contatto magnetico Reed, senza mercurio (eco-friendly), vita 10⁶ cicli. Applicazioni moderne, normative ambientali stringenti € 50-90

Vantaggi:

Limitazioni:

7.1.2 Sonde Capacitive

Principio di Funzionamento:

Misurazione della variazione di capacità elettrica tra elettrodo sonda e massa (parete vasca) al variare del livello refluo. Quando il refluo copre la sonda, la costante dielettrica del sistema cambia (aria ε≈1, acqua ε≈80) causando un aumento misurabile della capacità.

Configurazioni:

Caratteristiche Tecniche:

Parametro Valore Tipico
Precisione ±5-10 mm
Campo misura 0.1 - 15 m
Tempo risposta < 1 secondo
Alimentazione 24Vdc / 230Vac
Uscita Relè NA/NC, 4-20mA, 0-10V
Materiale elettrodo AISI 316, PTFE, PVC
Protezione IP68

Vantaggi:

Limitazioni:

7.1.3 Sensori Ultrasuoni

Principio di Funzionamento:

Emissione impulsi ultrasonici (20-200 kHz) verso superficie refluo e misurazione tempo ritorno eco riflesso. La distanza sensore-superficie si calcola: d = (c × t) / 2, dove c è velocità suono in aria (≈340 m/s a 20°C) e t è tempo di volo. Il livello è quindi: H = Hvasca - d.

Installazione:

Caratteristiche Tecniche:

Parametro Valore Tipico
Range misura 0.3 - 15 m
Precisione ±0.25% fondo scala (±3-5 mm)
Risoluzione 1-3 mm
Tempo risposta 0.5-2 secondi
Uscita 4-20mA, Modbus RTU/TCP, HART
Temperatura esercizio -40°C / +80°C

Vantaggi:

Limitazioni:

7.1.4 Pressostati Idrostatici

Principio di Funzionamento:

Misurazione pressione idrostatica al fondo vasca tramite membrana sensibile. La pressione è proporzionale al livello: P = ρ × g × h. Per reflui urbani: h ≈ P / 10 [m c.a.].

Tipologie:

Vantaggi:

Limitazioni:

7.2 Livelli di Controllo Standard

Un sistema di controllo completo prevede tipicamente 4 livelli di intervento. Il numero e la disposizione dei livelli dipendono dalla configurazione impianto (pompa singola, pompe multiple, presenza VFD).

Schema Livelli di Controllo - Vasca di Sollevamento L3 - ALLARME ALTO Segnalazione tracimazione imminente L2 - START POMPA Avviamento pompa principale L1 - STOP POMPA Arresto pompa - volume residuo L0 - LIVELLO MINIMO Protezione funzionamento a secco Isteresi ΔH Sensori: Galleggiante Sonda

Descrizione Livelli:

7.2.1 L0 - Livello Minimo Assoluto

Funzione: Protezione pompa da funzionamento a secco

7.2.2 L1 - Stop Pompa

Funzione: Arresto normale pompa dopo svuotamento vasca

7.2.3 L2 - Start Pompa

Funzione: Avviamento pompa al raggiungimento livello prestabilito

7.2.4 L3 - Allarme Alto

Funzione: Segnalazione anomalia - rischio tracimazione

7.3 Logiche di Controllo

7.3.1 Controllo Pompa Singola

Schema più semplice per piccoli impianti o installazioni non critiche.

Logica di Controllo - Pompa Singola Tempo Livello Vasca L3 L2 L1 Stato Pompa ON OFF START STOP START STOP

Algoritmo di Controllo:

SE Livello ≥ L2 E Pompa = OFF ALLORA
    Avvia Pompa
FINE SE

SE Livello ≤ L1 E Pompa = ON ALLORA
    Arresta Pompa
FINE SE

SE Livello ≥ L3 ALLORA
    Attiva Allarme
FINE SE

SE Livello ≤ L0 E Pompa = ON ALLORA
    Arresta Pompa (emergenza)
    Blocca Riavvio Automatico
    Attiva Allarme
FINE SE

7.3.2 Controllo Due Pompe in Alternanza (1+1)

Configurazione standard per affidabilità e distribuzione usura. Le pompe si alternano ad ogni ciclo.

Logica di Controllo - Due Pompe in Alternanza (1+1) Tempo Livello Vasca L3 L2 L1 POMPA 1 ON OFF P1 POMPA 2 ON OFF E P2 Ciclo 1 (Pompa 1) Ciclo 2 (Pompa 2) Emergenza L3 (Entrambe pompe) Logica Alternanza: • Ad ogni ciclo, la pompa duty e standby si invertono • Se livello raggiunge L3, avvio automatico pompa standby in supporto • Distribuzione uniforme ore funzionamento tra le pompe • Ridondanza totale: sistema continua funzionare anche con 1 pompa guasta

Algoritmo di Controllo Avanzato:

VARIABILI:
  PompaDuty = pompa designata per ciclo corrente (1 o 2)
  PompaStandby = altra pompa

CICLO NORMALE:
SE Livello ≥ L2 ALLORA
    Avvia PompaDuty
FINE SE

SE Livello ≤ L1 E PompaDuty = ON ALLORA
    Arresta PompaDuty
    // Inversione duty/standby per ciclo successivo
    Temp = PompaDuty
    PompaDuty = PompaStandby
    PompaStandby = Temp
FINE SE

EMERGENZA ALTA PORTATA:
SE Livello ≥ L3 ALLORA
    Avvia PompaDuty
    SE PompaStandby disponibile ALLORA
        Avvia PompaStandby (dopo 30-60 secondi)
    ALTRIMENTI
        Attiva Allarme Critico
    FINE SE
FINE SE

GESTIONE GUASTO POMPA DUTY:
SE PompaDuty guasta E Livello > L1 ALLORA
    Avvia PompaStandby immediatamente
    Attiva Allarme Manutenzione
    PompaDuty = PompaStandby (permanente fino a riparazione)
FINE SE

7.3.3 Controllo Configurazione 2+1 (Due Pompe + Riserva)

Sistema ad alta affidabilità per impianti critici. Normalmente operano 2 pompe in parallelo, con terza pompa di riserva.

Logica di Controllo - Configurazione 2+1 (Alta Affidabilità) Tempo Livello L3 L2 L1 P1 ON OFF P2 ON OFF P3 (R) ON OFF EM P1+P2 P1+P2 P1+P2 EMERGENZA P1+P2+P3 Strategia di Controllo 2+1: 1. FUNZIONAMENTO NORMALE (L1 < Livello < L2): • Le due pompe principali (P1, P2) operano simultaneamente in parallelo • Ogni pompa fornisce 50-60% della portata totale richiesta 2. EMERGENZA ALTA PORTATA (Livello ≥ L3): • Attivazione automatica della pompa di riserva P3 in supporto • Sistema opera con tutte e 3 le pompe fino a Livello < L2 3. GESTIONE GUASTO: Se P1 o P2 guasta, P3 sostituisce automaticamente la pompa guasta

Vantaggi Configurazione 2+1:

7.4 Quadro Elettrico di Comando

Componenti Principali:

7.4.1 Protezioni Elettriche

Componente Funzione Caratteristiche
Interruttore Magnetotermico Protezione sovraccarico e cortocircuito linea alimentazione Curva C o D, potere interruzione 10-25 kA
Interruttore Differenziale Protezione contatti indiretti (dispersione verso terra) Sensibilità 0.3A o 0.03A (alta sensibilità), tipo A o B
Relè Termico Protezione motore da sovraccarico termico Regolazione 0.9-1.1 × Inom, classe 10A
Relè Mancanza Fase Rilevamento mancanza/inversione fasi, squilibrio tensioni Soglia intervento asimmetria 15-20%
Relè Minima/Massima Tensione Protezione da under/over voltage Range 0.85-1.15 × Unom

7.4.2 Dispositivi di Comando

7.4.3 PLC o Controllore Dedicato

Funzioni Principali:

7.4.4 Schema Elettrico di Principio

Schema Elettrico di Principio - Controllo 2 Pompe in Alternanza ALIMENTAZIONE 400V 3F+N+PE L1 L2 L3 N PE Q1 Magnetotermico F1 Differenziale 0.3A POMPA 1 KM1 Contattore F2 Relè Termico M1 11 kW POMPA 2 KM2 Contattore F3 Relè Termico M2 11 kW PLC / CONTROLLORE INGRESSI: • L0 - Livello min • L1 - Stop pompa • L2 - Start pompa • L3 - Allarme alto • F2, F3 - Termici USCITE: • KM1 - Pompa 1 • KM2 - Pompa 2 SENSORI LIVELLO L3 - Alto L2 - Start L1 - Stop L0 - Min Schema semplificato - Non include: circuiti ausiliari, segnalazioni luminose, protezioni aggiuntive

7.5 Parametri di Regolazione e Ottimizzazione

7.5.1 Dimensionamento Isteresi (ΔH)

L'isteresi ΔH = L2 - L1 è il parametro critico per evitare ciclaggio eccessivo. Il valore ottimale dipende da:

Formula di Dimensionamento:

ΔH [m] = (Qpompa × Tciclo_min) / (Avasca × 3600)

Dove:

Esempio Calcolo Isteresi

Dati:

  • Portata pompa: Q = 50 m³/h
  • Tempo ciclo minimo desiderato: T = 6 minuti
  • Vasca circolare Ø 3.0 m → A = π × 1.5² = 7.07 m²

Calcolo:
ΔH = (50 × 6) / (7.07 × 60) = 0.71 m

Arrotondamento: ΔH = 0.70-0.80 m (standard commerciale galleggianti)

7.5.2 Temporizzazioni di Sicurezza

Temporizzazione Valore Tipico Scopo
Ritardo avvio dopo stop 30-60 secondi Evitare riavvii immediati, stabilizzare livello
Ritardo start pompa standby 60-120 secondi Verificare inefficacia pompa duty prima attivare riserva
Tempo massimo funzionamento continuo 4-8 ore Allarme se pompa non si arresta (possibile guasto sensore L1)
Ritardo allarme L3 30-60 secondi Evitare falsi allarmi per oscillazioni livello
Intervallo minimo tra avvii 3-5 minuti Protezione motore da avvii troppo frequenti

7.5.3 Monitoraggio e Diagnostica

Parametri da Registrare:

⚠ ALLARMI CRITICI DA CONFIGURARE

  • Ciclaggio eccessivo: Più di 20-30 avvii/ora → verificare ΔH, perdite vasca, portata affluente
  • Funzionamento continuo: Pompa attiva > 6-8 ore senza arresto → possibile guasto L1 o portata affluente costante elevata
  • Mancato avvio: Livello > L2 ma pompa non parte → guasto contattore, motore, sensore
  • Arresto sotto L0: Livello sceso sotto minimo con pompa attiva → guasto critico L1, perdita vasca importante
  • Entrambe pompe guaste: Configurazione 1+1 con nessuna pompa disponibile → criticità massima

7.6 Raccomandazioni Installazione Sensori

Posizionamento Corretto:

Manutenzione Preventiva Sensori:

Tipo Sensore Intervento Frequenza
Galleggianti Pulizia esterna, verifica cavi, test funzionale 3-6 mesi
Sonde capacitive Pulizia elettrodo da incrostazioni, verifica calibrazione 2-4 mesi
Ultrasuoni Pulizia trasduttore, verifica parametri, test distanza 6-12 mesi
Pressostati Pulizia membrana, verifica zero, ricalibrazio ne se necessario 6-12 mesi

7.4 Raccomandazioni Finali

⚠ CONSIDERAZIONI CRITICHE PER LA SELEZIONE

1. Sovradimensionamento vs Sottodimensionamento
Il sovradimensionamento (pompa troppo grande) è altrettanto dannoso quanto il sottodimensionamento. Una pompa sovradimensionata opera lontano dal BEP con efficienza ridotta, consumi elevati, possibili fenomeni di cavitazione e ciclaggio rapido. Selezionare sempre la pompa più piccola che soddisfi i requisiti, non la più grande 'per sicurezza'.

2. Importanza dei Dati Reali
Basare il dimensionamento su dati reali di portata e non su stime approssimative. Installare misuratori di portata su impianti esistenti simili per 30-60 giorni permette di ottenere profili realistici di afflusso. L'uso di coefficienti di punta eccessivi (> 3.0) porta invariabilmente a sovradimensionamento.

3. Analisi Costi nel Ciclo di Vita (LCC)
Il costo iniziale della pompa rappresenta solo il 15-25% del Life Cycle Cost. I consumi energetici costituiscono il 60-70% del costo totale su 15 anni. Una pompa più efficiente (+5% rendimento) con costo iniziale superiore del 20% si ripaga in 2-3 anni e genera risparmi netti significativi sulla vita utile. Valutare sempre il TCO (Total Cost of Ownership).

4. Ridondanza e Affidabilità
Per impianti critici, implementare configurazioni N+1 (es. 2+1 pompe). La pompa di riserva non è un costo ma un investimento per continuità operativa. Il costo di un evento di emergenza (sfioro, allagamenti, intervento notturno) supera ampiamente il costo della pompa aggiuntiva. Implementare logiche di alternanza per mantenere tutte le pompe efficienti.

5. Manutenzione Programmata vs Reattiva
La manutenzione programmata costa 3-5 volte meno della manutenzione reattiva (a rottura). Pianificare ispezioni semestrali su tenute meccaniche, controllo assorbimenti, verifica vibrazioni. Sostituire tenute meccaniche preventivamente ogni 8000-12000 ore di esercizio indipendentemente dalle condizioni apparenti. Mantenere log dettagliato di ore funzionamento, avviamenti, interventi.

Note:

Il presente manuale fornisce linee guida tecniche generali per il dimensionamento di pompe sommergibili per reflui urbani. Ogni applicazione richiede analisi specifica considerando condizioni operative, caratteristiche del sito e normative locali. Si raccomanda di consultare sempre i cataloghi tecnici dei costruttori per dati prestazionali dettagliati e di coinvolgere personale tecnico qualificato nelle fasi di progettazione, installazione e commissioning dell'impianto.

8 Configurazioni di Installazione: Serie e Parallelo

Le pompe possono essere installate in diverse configurazioni per adattarsi alle esigenze specifiche dell'impianto. Le due principali configurazioni sono l'installazione in serie e l'installazione in parallelo, ciascuna con caratteristiche, vantaggi e limitazioni specifiche che influenzano significativamente le prestazioni complessive del sistema.

8.1 Installazione in Serie

Nell'installazione in serie, due o più pompe sono disposte in sequenza lungo la stessa tubazione. Il fluido passa attraverso la prima pompa, quindi attraverso la seconda, e così via. Ogni pompa aggiunge la propria energia al fluido.

Caratteristiche Principali Serie:

Schema Installazione in Serie - Rappresentazione Grafica

📊 Diagramma Serie: Vasca → Pompa 1 (H₁) → Pompa 2 (H₂) → Serbatoio
Portata Q costante lungo tutto il percorso
Prevalenza Htot = H₁ + H₂

✓ Vantaggi Installazione in Serie

  • Elevata prevalenza: Ideale per sistemi che richiedono alte pressioni o dislivelli geografici importanti (>30-40 m)
  • Frazionamento carico: Distribuzione del lavoro su più unità riduce stress meccanico su singola pompa
  • Flessibilità operativa: Possibilità di utilizzare solo una pompa per prevalenze ridotte (es. fuori punta)
  • Migliore controllo: Attivazione progressiva per adattarsi a variazioni di carico del sistema
  • Backup parziale: In caso di guasto di una pompa, l'altra fornisce comunque prevalenza residua

⚠ Limitazioni e Attenzioni Configurazione Serie

  • NPSH critico: La seconda pompa aspira il fluido già "lavorato" dalla prima con energia ridotta → verifica NPSHa molto accurata necessaria
  • Perdite cumulative: Le perdite di carico si sommano lungo il percorso, riducendo l'efficienza complessiva
  • Complessità installazione: Richiede tubazioni intermedie, supporti adeguati, spazio maggiore
  • Manutenzione difficile: Difficoltà di accesso alla pompa intermedia, necessità di svuotamento sistema
  • Efficienza compromessa: Ogni pompa deve operare vicino al proprio BEP alla stessa portata → difficile ottimizzazione
  • Costi elevati: Maggiori costi di installazione, tubazioni, supporti, spazio occupato
  • Affidabilità ridotta: Guasto di una pompa può bloccare o limitare gravemente il sistema

Applicazioni Tipiche Configurazione Serie:

Formule Dimensionamento Serie

Prevalenza totale: Htot = Σ Hi = H1 + H2 + ... + Hn

Portata: Qtot = Q (costante per tutte le pompe)

Potenza totale: Ptot ≈ Σ Pi = P1 + P2 + ... + Pn

NPSH disponibile pompa 2: NPSHa,2 = NPSHa,1 + H1 - Δhtubazione intermedia

8.2 Installazione in Parallelo

Nell'installazione in parallelo, due o più pompe aspirano dalla stessa tubazione o vasca e mandano nella stessa tubazione di mandata comune (collettore). Questa è la configurazione standard per reflui urbani grazie alla sua flessibilità e affidabilità.

Caratteristiche Principali Parallelo:

Schema Installazione in Parallelo - Configurazione Standard Reflui

📊 Diagramma Parallelo: Vasca Comune → Pompa 1 (Q₁) ⟍
                                                   → Collettore Mandata → Scarico
                                    → Pompa 2 (Q₂) ⟋
Portata Qtot = Q₁ + Q₂
Prevalenza H costante per entrambe
⚠ Valvole ritegno obbligatorie su ogni mandata

✓ Vantaggi Installazione in Parallelo

  • Modularità eccellente: Attivazione pompe progressiva in funzione portata richiesta (una, due, tre pompe...)
  • Ridondanza operativa: Se una pompa si guasta, le altre continuano a operare → nessun fermo impianto
  • Efficienza energetica: Ogni pompa può operare vicino al proprio BEP, ottimizzazione consumi
  • Flessibilità portata: Adattamento immediato a variazioni domanda giornaliera/stagionale
  • Manutenzione facilitata: Una pompa può essere isolata, rimossa e revisionata senza fermare il sistema
  • Installazione semplice: Configurazione standard per vasche di sollevamento, ben collaudata
  • Costi contenuti: Più economica della configurazione in serie, componenti standard
  • Affidabilità elevata: Configurazioni N+1 garantiscono continuità anche con guasti
  • Scalabilità: Facile aggiungere pompe aggiuntive in futuro se necessario

⚠ Attenzioni Installazione Parallelo

  • Valvole di ritegno OBBLIGATORIE: Devono essere installate su ogni mandata per evitare ricircolo quando la pompa si ferma (portata inversa)
  • Bilanciamento portate: Pompe identiche garantiscono ripartizione uniforme del carico. Pompe diverse richiedono calcoli accurati
  • Collettore mandata: Deve essere correttamente dimensionato per portata totale con velocità adeguata (1.2-1.8 m/s)
  • Punto di lavoro variabile: Con N pompe attive, ogni pompa lavora a Q/N ma prevalenza sistema non cambia
  • Curva sistema: L'attivazione di pompe aggiuntive modifica il punto di lavoro sulla curva H-Q di ciascuna
  • Perdite valvole ritegno: Ogni valvola introduce perdita localizzata (K = 1.5-3.0) da considerare in Htot
  • Aspirazione comune: Dimensionamento adeguato bocca aspirazione per evitare vortici con pompe multiple attive

Applicazioni Tipiche Configurazione Parallelo:

Formule Dimensionamento Parallelo

Portata totale: Qtot = Σ Qi = Q1 + Q2 + ... + Qn

Prevalenza: Htot = H (costante per tutte le pompe)

Potenza totale: Ptot = Σ Pi = P1 + P2 + ... + Pn

Per pompe identiche: Qsingola = Qtot / n (con n pompe attive)

Dimensionamento 1+1: Qpompa = Qpunta × 1.05-1.10

Dimensionamento N+0: Qpompa = (0.55-0.60) × Qpunta

8.3 Confronto Prestazioni: Serie vs Parallelo

Parametro Installazione Serie Installazione Parallelo
Portata totale (Qtot) Q (costante) Σ Qi (somma portate)
Prevalenza totale (Htot) Σ Hi (somma prevalenze) H (costante)
Applicazione principale Alte prevalenze, dislivelli elevati Alte portate, ridondanza, flessibilità
Flessibilità operativa Media (ON/OFF sequenziale) Alta (modulazione portata continua)
Ridondanza Bassa (guasto blocca o limita sistema) Alta (pompe indipendenti, continuità)
Efficienza energetica Buona se BEP rispettato su tutte Ottima (modulazione carico ottimale)
Complessità installazione Alta (tubazioni intermedie, supporti) Media-Bassa (configurazione standard)
Costo installazione Elevato Moderato
Manutenzione Difficile (accesso pompe intermedie) Facile (isolamento singole pompe)
Spazio richiesto Maggiore (disposizione lineare) Compatto (vasca comune)
Affidabilità sistema Media (guasto critico) Alta (ridondanza N+1)
Uso tipico reflui urbani Raro (solo dislivelli eccezionali) Configurazione STANDARD (95%+ casi)
Curve caratteristiche Traslazione verticale (↑ H) Traslazione orizzontale (→ Q)
Valvole richieste Intercettazione tra pompe Ritegno obbligatorio su ogni mandata

8.4 Curve Caratteristiche Risultanti

Quando si installano pompe in serie o parallelo, la curva caratteristica H-Q del sistema risultante è differente dalla curva della singola pompa. La comprensione di questo comportamento è fondamentale per il corretto dimensionamento.

Costruzione Curva Risultante:

Principio Composizione Curve - PARALLELO

Metodo: Per ogni valore di prevalenza H, sommare le portate Q di ciascuna pompa

Matematicamente: Per H = costante → Qrisultante(H) = Q1(H) + Q2(H) + ...

Grafica: La curva risultante si ottiene per traslazione orizzontale verso destra

Esempio pratico:

  • Singola pompa a H = 10 m → Q = 50 m³/h
  • Due pompe identiche in parallelo a H = 10 m → Qtot = 50 + 50 = 100 m³/h

IMPORTANTE: Il punto BEP si sposta verso destra (maggiore Q) mantenendo stessa H

Principio Composizione Curve - SERIE

Metodo: Per ogni valore di portata Q, sommare le prevalenze H di ciascuna pompa

Matematicamente: Per Q = costante → Hrisultante(Q) = H1(Q) + H2(Q) + ...

Grafica: La curva risultante si ottiene per traslazione verticale verso l'alto

Esempio pratico:

  • Singola pompa a Q = 50 m³/h → H = 10 m
  • Due pompe identiche in serie a Q = 50 m³/h → Htot = 10 + 10 = 20 m

IMPORTANTE: Il punto BEP si sposta verso l'alto (maggiore H) mantenendo stessa Q

8.5 Dimensionamento Configurazioni Multiple

Regole Pratiche Dimensionamento Pompe Multiple

Configurazione 1+1 (Duty-Standby):

  • Ogni pompa: Qpompa = Qpunta × 1.05-1.10 (margine sicurezza)
  • Prevalenza: Hpompa = Htot
  • Entrambe le pompe IDENTICHE per intercambiabilità
  • Una pompa lavora (duty), l'altra è in riserva (standby)
  • Alternanza settimanale per usura uniforme

Configurazione N+0 (Duty-Duty in parallelo):

  • Ogni pompa: Qpompa = (0.55-0.60) × Qpunta
  • Portata totale: Qtot = N × Qpompa ≥ Qpunta
  • Prevalenza: Hpompa = Htot
  • Fattore 0.55-0.60 considera che raramente tutte attive al BEP simultaneo
  • NESSUNA ridondanza: guasto riduce portata del sistema

Configurazione 2+1 (Duty-Duty-Standby):

  • Ogni pompa: Qpompa = (0.55-0.60) × Qpunta
  • 2 pompe duty operative, 1 standby di riserva
  • Tutte le pompe IDENTICHE per intercambiabilità
  • Ottimo compromesso flessibilità + ridondanza
  • Configurazione ideale per impianti medio-grandi

Configurazione 3+1 o superiori:

  • Per portate molto elevate o flessibilità massima
  • Qpompa = (0.35-0.45) × Qpunta (3 pompe duty)
  • Modulazione molto fine della portata
  • Costi e complessità aumentano significativamente

Esempio Pratico Completo: Sistema 2+1

Dati Progetto:

  • Abitanti equivalenti: AE = 5.000
  • Portata media: Qmed = 40 m³/h
  • Coefficiente di punta: Cp = 2.2
  • Portata di punta: Qpunta = 40 × 2.2 = 88 m³/h
  • Prevalenza totale: Htot = 14 m
  • Richiesta: Continuità operativa garantita

Scelta Configurazione: 2+1 (duty-duty-standby)

  • Motivo: Flessibilità portata + ridondanza completa
  • 2 pompe duty coprono portata variabile giornaliera
  • 1 pompa standby garantisce continuità in caso guasto

Dimensionamento Pompe:

  • Qsingola = 0.58 × 88 = 51 m³/h
  • Hsingola = 14 m
  • Selezione: 3 pompe identiche Q = 55 m³/h, H = 14 m, P ≈ 3.7 kW

Verifica Condizioni Operative:

  • Portata bassa (Q < 55 m³/h, es. notte): Solo P1 attiva
  • Portata media (55 < Q < 88, es. mattina): P1 + P2 attive → Qtot ≈ 100 m³/h
  • Portata punta (Q ≈ 88, es. ora pranzo): P1 + P2 attive, margine disponibile
  • Guasto P1 o P2: P3 sostituisce automaticamente pompa guasta
  • Guasto P3: P1 + P2 continuano normalmente (nessun impatto)

Risultati:

  • ✓ Portata punta coperta: 2 × 55 = 110 m³/h > 88 m³/h richiesto
  • ✓ Ridondanza garantita: guasto 1 pompa → sistema funzionante
  • ✓ Efficienza energetica: pompe lavorano vicino BEP
  • ✓ Ciclaggio ridotto: alternanza automatica tra P1, P2, P3

9 Glossario Tecnico e Definizione Variabili

Questa sezione fornisce una descrizione dettagliata e sistematica di tutti i parametri, variabili, simboli e acronimi utilizzati nel manuale. Ogni termine include: definizione completa, formula matematica (se applicabile), unità di misura secondo SI, valori tipici per applicazioni reflui urbani e note operative pratiche.

9.1 Parametri Idraulici Fondamentali

Q - Portata Volumetrica

Definizione: Volume di fluido che attraversa una sezione della tubazione nell'unità di tempo. Rappresenta il parametro primario per il dimensionamento di qualsiasi sistema di pompaggio.

Q = A × v = (π D² / 4) × v
Unità di misura SI:
• Principale: m³/s, m³/h
• Secondaria: L/s, L/min
• Conversioni: 1 m³/h = 0.2778 L/s = 16.67 L/min = 0.000278 m³/s

Valori tipici reflui urbani:

  • Impianti piccoli (<1000 AE): 5-50 m³/h
  • Impianti medi (1000-5000 AE): 20-150 m³/h
  • Impianti grandi (>5000 AE): 100-500+ m³/h

Note operative: La portata è il parametro primario per il dimensionamento. Deve essere calcolata per condizioni di punta oraria con adeguato coefficiente di sicurezza (10-15%). La portata media giornaliera è insufficiente per il dimensionamento pompe.

H - Prevalenza Totale (Total Head)

Definizione: Energia specifica totale che la pompa deve fornire al fluido per vincere sia il dislivello geodetico che tutte le perdite di carico del sistema. Espressa come altezza equivalente di colonna liquida.

Htot = Hgeo + Δhmandata + Δhaspirazione + hlocalizzate
Unità di misura: m (metri di colonna liquida) o m c.a.
Conversione pressione: 1 m c.a. = 9810 Pa ≈ 0.1 bar ≈ 1.42 psi (per acqua a 20°C)

Valori tipici reflui urbani:

  • Sollevamenti bassi: 3-8 m
  • Sollevamenti medi: 8-15 m
  • Sollevamenti alti: 15-25 m
  • Applicazioni eccezionali: >25 m (raramente, considerare pompe in serie)

Note operative: Include sia componente statica (Hgeo) che dinamica (perdite di carico). Deve essere verificata per condizione più gravosa: livello minimo vasca aspirazione e portata massima. Aggiungere sempre margine sicurezza 10-15%.

Hgeo - Prevalenza Geodetica (Static Head)

Definizione: Differenza di quota verticale tra il livello minimo di aspirazione (fondo vasca o livello Lmin) e il livello di scarico finale. Rappresenta la componente statica della prevalenza.

Hgeo = Zscarico - Zaspirazione
Unità di misura: m (metri)

Note operative: Rappresenta il dislivello puro da vincere. È sempre positiva per sistemi di sollevamento. VARIA durante il funzionamento con il livello vasca: calcolare per livello minimo operativo (condizione più gravosa). Non include perdite di carico.

v - Velocità Media del Fluido

Definizione: Velocità media del fluido in una sezione di tubazione, calcolata dal rapporto tra portata e area della sezione.

v = Q / A = 4Q / (π D²)
Unità di misura: m/s (metri al secondo)

Valori raccomandati per reflui urbani:

  • Tubazione mandata: v = 1.0-2.0 m/s (ottimale 1.2-1.5 m/s)
  • Tubazione aspirazione: v = 0.7-1.2 m/s (ridurre perdite di carico)
  • Collettori principali: v = 0.8-1.5 m/s

Note operative: Velocità troppo basse (<0.8 m/s) favoriscono depositi e sedimentazione, soprattutto con reflui carichi di solidi. Velocità troppo alte (>2.5 m/s) aumentano perdite di carico, usura tubazioni, rumore e cavitazione. Il range ottimale 1.2-1.5 m/s bilancia tutti questi aspetti.

D - Diametro Tubazione

Definizione: Diametro interno effettivo della tubazione.

Unità di misura: m, mm
Nomenclatura: DN (Diametro Nominale) in mm, es. DN100 = diametro nominale 100 mm

Diametri standard disponibili (DN): 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400 mm

Calcolo rapido DN mandata per reflui:

DN [mm] ≈ 18.8 × √Q[m³/h] (per velocità target v = 1.4 m/s)

Note operative: Il diametro nominale DN può differire dal diametro interno effettivo a seconda del materiale e spessore parete. Per calcoli idraulici usare sempre diametro interno effettivo.

9.2 Perdite di Carico e Coefficienti

Δh - Perdite di Carico Distribuite (Friction Losses)

Definizione: Perdite di energia per attrito tra fluido e pareti della tubazione, distribuite uniformemente lungo la lunghezza. Proporzionali alla lunghezza tubazione e al quadrato della velocità.

Δh = λ × (L/D) × (v²/2g) = λ × (L/D) × (v²/19.62)
Unità di misura: m (metri di colonna liquida)

Dove:

  • λ = coefficiente di attrito di Darcy-Weisbach (adimensionale)
  • L = lunghezza tubazione [m]
  • D = diametro interno [m]
  • v = velocità media [m/s]
  • g = accelerazione gravità = 9.81 m/s²

Calcolo semplificato pratico: Per PVC DN100, v=1.5 m/s, λ=0.018 → Δh ≈ 0.21 m per ogni 100 m di tubazione

λ (lambda) - Coefficiente di Attrito di Darcy-Weisbach

Definizione: Coefficiente adimensionale che quantifica l'attrito tra fluido in moto turbolento e pareti della tubazione. Dipende da numero di Reynolds e rugosità relativa della tubazione.

Adimensionale

Valori tipici per reflui urbani (regime turbolento Re > 4000):

  • Tubazioni lisce (PVC, PE, PEAD): λ = 0.015-0.018
  • Tubazioni acciaio nuove: λ = 0.020-0.025
  • Tubazioni ghisa nuove: λ = 0.022-0.028
  • Tubazioni usurate/incrostate: λ = 0.025-0.035 (usare valore conservativo)
  • Tubazioni molto usurate: λ = 0.035-0.045

Note operative: Dipende da numero di Reynolds (Re) e rugosità relativa (ε/D). Per reflui urbani, regime è sempre turbolento. Usare valori conservativi maggiorati per considerare incrostazioni future (vita utile 15-20 anni). Per calcoli di progetto nuovo impianto PVC, λ = 0.018 è appropriato.

hloc - Perdite di Carico Localizzate (Minor Losses)

Definizione: Perdite di energia concentrate in singoli elementi come curve, valvole, raccordi, cambi di sezione. Proporzionali al quadrato della velocità tramite coefficiente K specifico dell'elemento.

hloc = Σ Ki × (v²/2g) = Σ Ki × (v²/19.62)
Unità di misura: m (metri di colonna liquida)

Coefficienti Ki tipici:

  • Curva 90° raggio largo (R/D ≥ 1.5): K = 0.3-0.5
  • Gomito 90° standard filettato: K = 0.9-1.1
  • Curva 45°: K = 0.2-0.4
  • Valvola a saracinesca aperta: K = 0.15-0.25
  • Valvola a sfera aperta: K = 0.05-0.10
  • Valvola di ritegno a battente: K = 2.0-3.0
  • Valvola di ritegno a molla: K = 1.5-2.5
  • Imbocco brusco (da vasca): K = 0.5
  • Imbocco raccordato svasato: K = 0.1-0.2
  • Sbocco libero: K = 1.0
  • Allargamento brusco: K = (1 - A₁/A₂)²
  • Restringimento brusco: K = 0.3-0.5

Stima semplificata pratica: Se layout non noto in dettaglio, stimare hloc ≈ 15-25% di Δhdistribuite per impianti standard con alcune curve e valvole.

Re - Numero di Reynolds

Definizione: Parametro adimensionale fondamentale che caratterizza il regime di moto del fluido: laminare, transizionale o turbolento. Rapporto tra forze inerziali e forze viscose.

Re = (ρ × v × D) / μ = (v × D) / ν
Adimensionale

Interpretazione fisica:

  • Re < 2300: Moto laminare (flusso ordinato, a strati paralleli)
  • 2300 < Re < 4000: Moto transizionale (instabile)
  • Re > 4000: Moto turbolento (flusso caotico, mescolamento)

Valori tipici reflui urbani: Re = 50.000-200.000 (sempre turbolento)

Note operative: Per reflui urbani in tubazioni DN50-DN200 con v=1-2 m/s, il moto è SEMPRE turbolento. Il calcolo esplicito di Re è raramente necessario in pratica; si assume turbolento e si usa λ appropriato.

9.3 Parametri Prestazionali Pompa

η (eta) - Rendimento Idraulico della Pompa

Definizione: Rapporto percentuale tra potenza idraulica utile effettivamente trasmessa al fluido e potenza elettrica assorbita dal motore. Misura dell'efficienza complessiva della pompa.

η = Pidraulica / Passorbita = (ρ × g × Q × H) / (Pelettrica × 1000)
Adimensionale - espresso come frazione (0-1) o percentuale (0-100%)

Valori tipici pompe sommergibili per reflui:

  • Al BEP (massimo): η = 65-80% per pompe moderne efficienti
  • Fuori BEP: η = 50-70%
  • Pompe piccole (<3 kW): η = 55-70%
  • Pompe medie (3-15 kW): η = 65-78%
  • Pompe grandi (>15 kW): η = 70-82%
  • Pompe molto lontane da BEP: η < 50% (inefficienza severa)

Note operative: Il rendimento NON è costante ma varia con la portata secondo curva η-Q. È massimo al BEP, diminuisce significativamente per Q < 0.7×QBEP e Q > 1.2×QBEP. Pompe sovradimensionate operano lontano da BEP con η ridotto e consumi eccessivi. Rendimento diminuisce nel tempo per usura girante e tenute (prevedere calo 5-10% dopo 5-8 anni).

P - Potenza (Power)

Pidraulica - Potenza Idraulica Utile:

Energia per unità di tempo effettivamente trasmessa dalla pompa al fluido.

Pidraulica [kW] = (ρ × g × Q[m³/s] × H[m]) / 1000

Formula semplificata per acqua/reflui (ρ ≈ 1000 kg/m³):

Pidraulica [kW] ≈ 0.00272 × Q[m³/h] × H[m]

Passorbita - Potenza Elettrica Assorbita:

Potenza elettrica effettivamente prelevata dalla rete, superiore a Pidraulica per le perdite.

Passorbita [kW] = Pidraulica / η

Pnominale motore - Potenza Nominale Motore:

Potenza massima che il motore può erogare continuativamente. Deve essere superiore a Passorbita.

Pnominale ≥ Passorbita × 1.10-1.20 (margine sicurezza 10-20%)
Unità di misura: kW (kilowatt), HP (cavalli vapore), W (watt)
Conversioni: 1 kW = 1.36 HP | 1 HP = 0.736 kW | 1 kW = 1000 W

Esempio calcolo:

  • Dati: Q = 50 m³/h, H = 12 m, η = 0.72 (72%)
  • Pidraulica = 0.00272 × 50 × 12 = 1.63 kW
  • Passorbita = 1.63 / 0.72 = 2.27 kW
  • Pmotore ≥ 2.27 × 1.15 = 2.61 kW → Selezionare motore ≥ 3 kW

Note operative: La potenza assorbita varia con Q e H secondo la curva di sistema. Verificare che motore non vada in sovraccarico in TUTTE le condizioni operative possibili, non solo al punto nominale. Il margine 10-20% compensa tolleranze costruttive, variazioni tensione rete, usura nel tempo.

BEP - Best Efficiency Point (Punto di Massima Efficienza)

Definizione: Punto specifico sulla curva caratteristica H-Q dove la pompa raggiunge il massimo rendimento idraulico ηmax. Corrisponde al punto di progetto ottimale della pompa.

Identificazione: Coordinate (QBEP, HBEP) dove η = ηmax sulla curva η-Q

Importanza operativa BEP:

  • ✓ Massima efficienza energetica: Minimo consumo elettrico per unità di fluido pompato
  • ✓ Minime perdite meccaniche e idrauliche: Ridotte sollecitazioni interne
  • ✓ Flusso ideale nella girante: Minimo ricircolo e vortici interni
  • ✓ Sollecitazioni radiali minime sull'albero: Forze bilanciate
  • ✓ Vibrazioni e rumori minimi: Funzionamento fluido e silenzioso
  • ✓ Massima vita utile componenti: Usura ridotta su tenute, cuscinetti, girante

Zona operativa ottimale raccomandata:

0.80 × QBEP ≤ Qesercizio ≤ 1.10 × QBEP

Conseguenze funzionamento FUORI zona ottimale:

  • Q < 0.70 × QBEP (sottoportata severa): Ricircolo interno, vibrazioni assiali, colpo d'ariete, surriscaldamento fluido, efficienza molto bassa (η < 60%), aumento consumi +30-50%
  • Q > 1.20 × QBEP (sovraportata): Cavitazione, usura accelerata girante, aumento assorbimento, rischio sovraccarico motore, rumore eccessivo

Criterio selezione pompa: Scegliere sempre pompa tale che Qprogetto cada nella zona 0.80-1.10 × QBEP

NPSH - Net Positive Suction Head

Definizione: Energia assoluta disponibile o richiesta all'aspirazione della pompa, espressa in metri di colonna liquida. Parametro critico per prevenire cavitazione (formazione e collasso violento di bolle di vapore).

NPSHavailable (NPSHa) - NPSH Disponibile:

Energia effettivamente disponibile nell'impianto all'ingresso pompa.

NPSHa = (Patm/ρg) + hs - (Pv/ρg) - Δhasp

NPSHrequired (NPSHr) - NPSH Richiesto:

Energia minima richiesta dalla pompa per funzionare senza cavitazione. Fornito dal costruttore, aumenta con Q.

Unità di misura: m (metri di colonna liquida)

Condizione operativa sicura (non-cavitazione):

NPSHa ≥ NPSHr + Margine_sicurezza

Margine sicurezza raccomandato: 0.5-1.0 m (maggiore per applicazioni critiche)

Parametri componenti NPSHa:

  • Patm = Pressione atmosferica = 101325 Pa → 10.33 m c.a. (livello mare, 20°C)
  • hs = Battente statico: POSITIVO (+) se liquido sopra asse pompa, NEGATIVO (-) se sotto
  • Pv = Tensione vapore liquido alla T operativa = 2340 Pa → 0.24 m c.a. (acqua 20°C)
  • Δhasp = Perdite carico tubazione aspirazione [m] (≈0 per pompe sommergibili)
  • ρ = Densità liquido ≈ 1000 kg/m³ per reflui
  • g = 9.81 m/s²

Valori tipici NPSHr pompe sommergibili reflui: 2-5 m (dipende da Q e velocità specifica)

IMPORTANTE - Pompe sommergibili e NPSH:

  • NPSHa tipicamente molto elevato: 12-16 m
  • Battente positivo hs = 2-6 m (pompa sul fondo vasca)
  • Nessuna tubazione aspirazione → Δhasp ≈ 0
  • NPSHa sempre molto superiore a NPSHr → Cavitazione quasi impossibile
  • Verifica NPSH diventa critica solo per: liquidi caldi (>40°C, Pv elevata), quote altimetriche molto elevate (>1000 m slm, Patm ridotta), pompe non sommerse con aspirazione negativa

9.4 Parametri Operativi e Controllo

ΔH - Isteresi Livello (Level Hysteresis)

Definizione: Differenza verticale tra livello di avvio pompa (L2 - start) e livello di arresto pompa (L1 - stop). Parametro critico di regolazione per prevenire ciclaggio eccessivo.

ΔH = L2 - L1 = (Qpompa[m³/h] × Tciclo_min[min]) / (Avasca[m²] × 60)
Unità di misura: m (metri)

Valori tipici isteresi:

  • Standard: ΔH = 0.6-0.8 m
  • Vasca piccola o Q alta: ΔH = 0.4-0.6 m (rischio ciclaggio)
  • Vasca grande o Q bassa: ΔH = 0.8-1.2 m (margine maggiore)

Scopo isteresi: Prevenire avvii troppo frequenti che causano:

  • Usura prematura motore elettrico (avviamenti ripetuti = stress termico)
  • Usura contattori e apparecchiature elettriche
  • Sollecitazioni meccaniche ripetute su girante e albero
  • Ridotta vita utile complessiva pompa (fino a -50%)
  • Aumento consumi energetici per correnti spunto frequenti

Limiti operativi:

  • Massimo 10-15 avvii/ora: Limite accettabile per pompe standard
  • Ottimale 6-10 avvii/ora: Equilibrio tra efficienza e durata
  • >20 avvii/ora: Ciclaggio eccessivo → aumentare ΔH urgentemente

L0, L1, L2, L3 - Livelli di Controllo Automatico

L0 - Livello Minimo Assoluto (Minimum Level):

  • Funzione: Protezione marcia a secco, livello sicurezza minima aspirazione
  • Azione: Arresto emergenza pompa se livello scende sotto L0
  • Posizionamento: Tipicamente 0.3-0.5 m sopra bocca aspirazione pompa
  • Sensore: Galleggiante o sonda dedicata, allarme priorità massima
  • Nota: Livello L0 NON dovrebbe mai essere raggiunto in condizioni normali

L1 - Livello di Stop (Stop Level):

  • Funzione: Arresto normale pompa quando livello scende (svuotamento vasca)
  • Azione: Pompa OFF quando livello < L1
  • Posizionamento: Tipicamente 0.8-1.2 m sopra L0
  • Distanza da L0: Sufficiente per non rischiare marcia a secco con oscillazioni

L2 - Livello di Start (Start Level):

  • Funzione: Avvio pompa quando livello sale (riempimento vasca)
  • Azione: Pompa ON quando livello > L2
  • Posizionamento: L2 = L1 + ΔH (isteresi)
  • Distanza tipica da L1: 0.6-0.8 m (isteresi standard)

L3 - Livello di Allarme Alto (High Alarm Level):

  • Funzione: Allarme alto livello, rischio sfioro, emergenza
  • Azione: Attivazione pompa standby, allarme sonoro/visivo, segnalazione remota
  • Posizionamento: Tipicamente 0.5-0.8 m sopra L2
  • Distanza da sfioro: Minimo 0.3-0.5 m margine sicurezza
  • Nota: Livello L3 indica malfunzionamento sistema (guasto pompa, portata affluente eccessiva)

Schema altimetrico tipico (dal basso):

  • Fondo vasca: quota 0.00 m
  • Bocca aspirazione pompa: +0.20 m
  • L0 (minimo): +0.60 m
  • L1 (stop): +1.50 m
  • L2 (start): +2.20 m (ΔH = 0.70 m)
  • L3 (allarme): +3.00 m
  • Sfioro emergenza: +3.50 m
  • Sommità vasca: +4.00 m

Cpunta - Coefficiente di Punta (Peak Factor)

Definizione: Rapporto adimensionale tra portata di punta oraria e portata media giornaliera. Rappresenta la variabilità temporale degli scarichi reflui.

Cpunta = Qpunta_oraria / Qmedia_giornaliera
Adimensionale

Formula empirica di Kleinschroth:

Cpunta = K / √AE

Dove K dipende dal tipo di utenza:

  • K = 5.0: Utenze prevalentemente residenziali stabili (popolazione permanente)
  • K = 6.0: Utenze miste residenziali/commerciali/terziarie
  • K = 7.0: Forte presenza commerciale/industriale o turismo stagionale concentrato

Valori tipici per classi dimensionali:

  • AE < 500: Cpunta = 3.0-3.5 (forte variabilità)
  • AE 500-1000: Cpunta = 2.5-3.0
  • AE 1000-5000: Cpunta = 2.0-2.5
  • AE 5000-10000: Cpunta = 1.8-2.2
  • AE > 10000: Cpunta = 1.5-2.0 (effetto laminazione)

Applicazione:

Qpunta = Qmedia × Cpunta

Qpunta è la portata di dimensionamento pompe!

Note operative: Coefficiente di punta diminuisce all'aumentare della popolazione servita per effetto laminazione statistica (scarichi non sincronizzati). Per impianti piccoli (<500 AE) il coefficiente è molto elevato. Considerare sempre situazioni speciali: eventi, mercati, scuole, industrie a cicli.

AE - Abitanti Equivalenti (Population Equivalent)

Definizione: Unità di misura convenzionale del carico organico biodegradabile, riferito all'apporto medio giornaliero di una persona "standard" in condizioni medie italiane.

Definizione normativa italiana (D.Lgs 152/06, art. 74):

1 AE = 60 g BOD5/giorno

Definizione equivalente basata su portata (usata per dimensionamento idraulico):

  • 1 AE = 200 L/giorno (dotazione idrica media × coeff. afflusso 0.80)
  • Range reale: 150-250 L/(AE·giorno) a seconda contesto locale

Utilizzo principale:

  • Base per dimensionamento impianti depurazione
  • Calcolo portate medie e di punta per sistemi sollevamento reflui
  • Classificazione impianti secondo normativa (piccolo <2000 AE, medio 2000-10000 AE, grande >10000 AE)
  • Verifica limiti allo scarico (espressi in kg inquinante/giorno o g/AE/giorno)

Calcolo AE per utenze non domestiche:

  • Da BOD5: AE = (kg BOD5/giorno) / 0.060
  • Da COD: AE = (kg COD/giorno) / 0.120 (approssimativo, COD/BOD₅ ≈ 2)
  • Esempi: Ristorante medio = 10-20 AE, Piccolo caseificio = 50-100 AE, Frantoio oleario (periodo lavorazione) = 200-1000 AE

9.5 Parametri Elettromeccanici

In - Corrente Nominale (Rated Current)

Definizione: Corrente elettrica assorbita dal motore quando opera a carico nominale (potenza nominale) in regime stazionario.

Unità di misura: A (Ampere)

Calcolo approssimato per motore trifase 400V:

In [A] ≈ (Pnom[kW] × 1000) / (√3 × 400 × cos φ × ηmotore)

Formula semplificata pratica:

In [A] ≈ 1.8 × Pnom[kW]

(Per cos φ = 0.85, ηmotore = 0.88 - valori tipici)

Esempi:

  • Motore 3 kW: In ≈ 5.4 A
  • Motore 7.5 kW: In ≈ 13.5 A
  • Motore 15 kW: In ≈ 27 A

Corrente spunto (Ispunto): 5-8 × In per motori asincroni standard (dimensionare protezioni di conseguenza)

cos φ (fi) - Fattore di Potenza (Power Factor)

Definizione: Rapporto tra potenza attiva (effettivamente utilizzata) e potenza apparente (totale assorbita). Misura l'efficienza nell'utilizzo dell'energia elettrica dalla rete.

cos φ = Pattiva[kW] / Papparente[kVA]
Adimensionale - valore compreso tra 0 e 1

Valori tipici motori elettrici pompe:

  • A pieno carico (100%): cos φ = 0.85-0.90
  • A carico parziale (75%): cos φ = 0.80-0.87
  • A carico parziale (50%): cos φ = 0.70-0.80
  • A vuoto (0%): cos φ = 0.20-0.40 (molto basso!)

Interpretazione fisica:

  • cos φ = 1.0: Ideale, tutta energia convertita in lavoro
  • cos φ = 0.85: 85% energia utile, 15% reattiva (standard accettabile)
  • cos φ < 0.80: Inefficienza elevata, perdite rete, possibili penali da gestore elettrico

Rifasamento: Per cos φ < 0.85, installare batteria condensatori per rifasamento (target: cos φ > 0.90)

IP - Ingress Protection (Grado di Protezione Involucro)

Definizione: Classificazione standardizzata (IEC 60529) del grado di protezione fornito dall'involucro elettrico contro penetrazione di corpi solidi e liquidi.

Formato codice: IP XY (due cifre)

  • Prima cifra (X): Protezione contro solidi (0-6)
  • Seconda cifra (Y): Protezione contro liquidi (0-8)

Prima cifra - Protezione solidi:

  • 0: Nessuna protezione
  • 1: Protetto contro solidi > 50 mm
  • 2: Protetto contro solidi > 12 mm
  • 3: Protetto contro solidi > 2.5 mm
  • 4: Protetto contro solidi > 1 mm
  • 5: Protetto contro polvere (ingresso limitato)
  • 6: Totalmente protetto contro polvere (ermetico)

Seconda cifra - Protezione liquidi:

  • 0: Nessuna protezione
  • 1: Protetto contro caduta verticale gocce
  • 2: Protetto contro gocce inclinate (15°)
  • 3: Protetto contro pioggia
  • 4: Protetto contro spruzzi
  • 5: Protetto contro getti d'acqua
  • 6: Protetto contro ondate
  • 7: Protetto contro immersione temporanea (fino a 1 m, 30 min)
  • 8: Protetto contro immersione continua oltre 1 m (specificare profondità)

IP68 - Standard pompe sommergibili:

  • 6 = Totale protezione polvere (ermetico)
  • 8 = Immersione continua
  • Profondità tipica garantita: 10-20 m per pompe sommergibili standard
  • Profondità massima: Fino a 50 m per pompe speciali

Altri gradi comuni:

  • IP54: Quadri elettrici uso esterno (polvere limitata, spruzzi)
  • IP65: Quadri elettrici uso esterno lavabile (ermetico polvere, getti acqua)
  • IP67: Immersione temporanea (vasche, installazioni soggette ad allagamento)

Classe Isolamento Motore

Definizione: Classificazione normativa (IEC 60085) della temperatura massima ammissibile per materiali isolanti degli avvolgimenti motore prima di degradazione delle proprietà elettriche.

Classi principali (in ordine crescente temperatura):

  • Classe A: Tmax = 105°C (rara, obsoleta)
  • Classe E: Tmax = 120°C (applicazioni speciali)
  • Classe B: Tmax = 130°C (motori standard vecchia generazione)
  • Classe F: Tmax = 155°C (STANDARD per pompe sommergibili moderne)
  • Classe H: Tmax = 180°C (prestazioni elevate, condizioni gravose)
  • Classe C: Tmax > 180°C (applicazioni estreme rare)

Classe F - Standard pompe sommergibili:

  • Temperatura massima avvolgimenti: 155°C
  • Materiali isolanti: Poliesteri modificati, resine epossidiche, mica
  • Adatta per: Funzionamento continuo in liquidi fino 40°C
  • Vita attesa isolamento: 20.000-40.000 ore (8-15 anni uso continuo)

Classe H - Prestazioni superiori:

  • Temperatura massima: 180°C (+25°C rispetto Classe F)
  • Materiali: Siliconi, poliammidi aromatiche, mica migliorata
  • Vantaggi: Maggiore tolleranza sovraccarichi, funzionamento liquidi caldi, vita utile superiore
  • Costo: +15-25% rispetto Classe F

Note operative: Motori sommergibili richiedono MINIMO Classe F per condizioni operative gravose (raffreddamento limitato dal liquido, avviamenti frequenti, possibili sovraccarichi). Classe H raccomandata per: applicazioni critiche, temperatura liquido >30°C, duty cycle severo, massima affidabilità richiesta.

9.6 Acronimi e Abbreviazioni Comuni

Acronimo Significato Completo Note e Applicazione
LCC Life Cycle Cost Costo totale di possesso nel ciclo di vita (15-20 anni): acquisto + installazione + energia + manutenzione + dismissione
TCO Total Cost of Ownership Equivalente a LCC, include tutti i costi operativi. Energia elettrica rappresenta 60-70% del TCO
BEP Best Efficiency Point Punto di massimo rendimento pompa sulla curva H-Q. Obiettivo: operare a 80-110% QBEP
NPSH Net Positive Suction Head Energia aspirazione per prevenire cavitazione. NPSHa (disponibile) > NPSHr (richiesto)
DN Diametro Nominale Diametro tubazione in mm (es. DN100). Valore convenzionale, diametro interno effettivo può differire
PLC Programmable Logic Controller Controllore logico programmabile per automazione impianti (gestione livelli, pompe, allarmi)
SCADA Supervisory Control And Data Acquisition Sistema supervisione e acquisizione dati per monitoraggio remoto impianti
VFD / VSD Variable Frequency/Speed Drive Inverter per controllo velocità motore (regolazione portata continua, risparmio energetico)
PTC Positive Temperature Coefficient Protezione termica motore a coefficiente positivo (resistenza aumenta con T)
SiC Silicon Carbide (Carburo di Silicio) Materiale tenute meccaniche ad alte prestazioni (durezza, resistenza abrasione, temperatura)
AE Abitanti Equivalenti Unità carico organico: 1 AE = 60 g BOD₅/giorno. Base dimensionamento impianti
BOD Biochemical Oxygen Demand Domanda biochimica ossigeno (5 giorni, 20°C). Indicatore carico organico biodegradabile
COD Chemical Oxygen Demand Domanda chimica ossigeno. Carico organico totale (biodegradabile + non biodegradabile)
SST / TSS Solidi Sospesi Totali / Total Suspended Solids Concentrazione solidi sospesi nel refluo. Influenza usura pompe e necessità pretrattamenti

9.7 Formule di Conversione Rapide

Conversioni Unità di Misura - Riferimento Rapido

Portata:

  • 1 m³/h = 0.2778 L/s = 16.67 L/min = 0.000278 m³/s
  • 1 L/s = 3.6 m³/h = 60 L/min = 0.001 m³/s
  • 1 m³/s = 3600 m³/h = 1000 L/s

Pressione / Prevalenza:

  • 1 bar = 10.2 m c.a. ≈ 10 m c.a. (acqua 20°C, approssimazione pratica)
  • 1 m c.a. = 0.0981 bar ≈ 0.1 bar
  • 1 m c.a. = 9810 Pa = 9.81 kPa ≈ 10 kPa
  • 1 bar = 100 kPa = 10⁵ Pa = 1.02 kg/cm² = 14.5 psi
  • 1 psi = 0.0689 bar = 0.703 m c.a. = 6.89 kPa

Potenza:

  • 1 kW = 1.36 HP (cavalli vapore) = 1.34 CV (cavalli metrici)
  • 1 HP = 0.736 kW = 736 W
  • 1 kW = 1000 W = 1.341 HP

Energia:

  • 1 kWh = 3.6 MJ (megajoule) = 860 kcal
  • 1 MJ = 0.278 kWh = 238.8 kcal

Temperatura:

  • °C = (°F - 32) / 1.8
  • °F = (°C × 1.8) + 32
  • K = °C + 273.15
  • Esempio: 20°C = 68°F = 293 K

Lunghezza:

  • 1 m = 100 cm = 1000 mm = 3.281 ft = 39.37 in
  • 1 inch (in) = 25.4 mm = 2.54 cm
  • 1 foot (ft) = 0.3048 m = 30.48 cm

Volume:

  • 1 m³ = 1000 L = 264.2 US gal
  • 1 L = 0.001 m³ = 0.264 US gal

📚 Note Conclusive Glossario Tecnico

Questo glossario tecnico completo fornisce le definizioni, formule e valori di riferimento per tutti i parametri utilizzati nel dimensionamento e nella gestione operativa di pompe sommergibili per reflui urbani. La comprensione approfondita di ogni parametro è fondamentale per:

  • ✓ Scelte progettuali corrette e ottimizzate
  • ✓ Gestione operativa efficiente ed economica
  • ✓ Prevenzione problemi e guasti
  • ✓ Massimizzazione vita utile apparecchiature
  • ✓ Conformità normativa e prestazionale

Riferimenti normativi principali:

  • D.Lgs 152/06: Norme in materia ambientale (Italia) - Limiti scarico, definizione AE
  • UNI EN 12255 (parti 1-16): Impianti di trattamento acque reflue - Dimensionamento componenti
  • ATV-DVWK-A 131: Dimensionamento impianti a fanghi attivi (Germania, riferimento europeo)
  • ISO 9906: Pompe rotodynamiche - Prove di accettazione prestazionali
  • IEC 60034: Macchine elettriche rotanti - Motori elettrici
  • IEC 60529: Gradi di protezione IP

Per approfondimenti specifici o casi particolari non coperti da questo manuale, consultare sempre documentazione tecnica dei costruttori, normative locali vigenti e coinvolgere personale tecnico specializzato.